[發明專利]水稻產量基因GY6的克隆及其應用

有效

• 申請號: 201210047301.0
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102643829A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 樊葉楊;莊杰云;程式華;黃得潤;朱玉君;付亞萍;劉文真
• 申請（專利權）人: 中國水稻研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及植物基因工程領域。具體涉及到一個位于水稻第6染色體短臂上控制谷粒產量的基因GY6的克隆與應用。

背景技術

水稻谷粒產量是水稻生產最重要的目標，單株穗數、每穗實粒數和千粒重是水稻谷粒產量的三個主要構成因子。水稻產量及其構成因子是典型的數量性狀，由數量性狀基因(Quantitative?trait?loci，QTL)控制。隨著分子生物學的發展，近年來已有14個控制水稻產量相關性狀的QTL應用圖位克隆策略獲得克隆，分布于除第6、11和12染色體外的10個不同座位上，它們通過調控株型、穗形、每穗實粒數、每穗穎花數、粒重或灌漿速率控制產量。

近等基因系(Near-isogenic?line，NIL)是QTL精細定位和克隆中最常用的材料，其優點是只在目標區間存在差異，遺傳背景高度一致，使得群體只在單個QTL區間發生分離，極大地降低了遺傳背景差異對目標QTL作用的干擾和對目標性狀測定結果的影響，有效地提高了QTL檢測的靈敏度和可靠性。長期以來，近等基因系的構建一般通過多代回交獲得，利用剩余雜合體(Residual?heterozygote，RH)或剩余雜合系(Residual?heterozygous?line，RHL)發展近等基因系是一種新的策略。所謂RH，指的是目標區間雜合而遺傳背景純合的單株，可從重組自交系群體中通過一輪標記篩選獲得，它相當于一對近等基因系雜交產生的F1單株。應用RH自交產生的只在目標區間發生分離的群體，可以有效地實現QTL的精細定位和克隆。這種策略為分離和克隆新基因提供了一種新的途徑。

發明內容

本發明的目的是應用圖位克隆法從水稻中分離克隆一種控制谷粒產量的基因，并利用該基因提高水稻的谷粒生產能力。申請人將克隆的這個基因命名為GY6，所述片段如序列表SEQ?ID?No：1-6所示，或者基本相當于SEQ?ID?No：1-6所示的高度同源核苷酸序列。

具體地，本發明分離克隆的基因或等位基因的核苷酸序列及其氨基酸序列的信息如下：

一種控制水稻谷粒產量的基因GY6，它的核苷酸序列如序列表SEQ?ID?No：1所示。

上述基因GY6的編碼序列如序列表SEQ?ID?No：2所示。

上述基因GY6的氨基酸序列如序列表SEQ?ID?No：3所示。

與此同時，申請人得到GY6的一種等位基因，它的核苷酸序列如序列表SEQ?ID?No：4所示。

上述等位基因的編碼序列如序列表SEQ?ID?No：5所示。

上述等位基因的氨基酸序列如序列表SEQ?ID?No：6所示。

本發明通過以下技術方案實現：

從珍汕97/密陽46F₇重組自交系中篩選獲得一個在第6染色體短臂上的RM190-RM19784約7.3Mb區域呈雜合而背景基本純合的剩余雜合體，自交產生分離群體，通過DNA分子標記分析，篩選獲得雜合區間更小且相互交疊的RH梯系材料。經連續4次自交構建群體和基因型篩選，最終獲得僅在13.7kb區間呈分離的近等基因系。近等基因系群體產量性狀鑒定結果顯示，該基因對每穗實粒數、千粒重和單株產量均具顯著作用，來源于珍汕97的等位基因提高每穗實粒數、千粒重和單株產量(見本發明下述的表2)。該區間僅含一個候選基因，將之命名為GY6。序列分析表明，珍汕97和密陽46等位基因的基因組DNA分別長為6842bp和4716bp，編碼序列長度均為537bp，編碼一個由178個氨基酸組成的含PEBP結構域的蛋白。與珍汕97等位基因相比，密陽46等位基因在編碼區共存在11處單核苷酸多態，導致了6處氨基酸的置換。將GY6(ZS97)等位基因轉入中花11中，其T2代產量性狀鑒定結果顯示，該基因對每穗實粒數、千粒重和單株產量均具顯著作用，轉入GY6(ZS97)可提高每穗實粒數、千粒重和單株產量(見本發明下述的表3)。

本發明的優點在于：

本發明在水稻中克隆了一個對粒數、粒重和谷粒產量具有較大正調控效應的基因GY6，為水稻等禾谷類作物的高產育種提供了新的基因資源。

附圖說明

序列表SEQ?ID?No：1顯示的是本發明分離克隆的來源于珍汕97的GY6等位基因的核苷酸序列。

序列表SEQ?ID?No：2顯示的是本發明分離克隆的來源于珍汕97的GY6等位基因的編碼序列。

序列表SEQ?ID?No：3顯示的是本發明分離克隆的來源于珍汕97的GY6蛋白的氨基酸序列。